Giulia ha scritto:
Gentile professoressa
1. Elementi e composti sono sostanze pure?
2. E' la molecola o l'atomo, la più piccola parte dell'elemento, capace di esistenza fisica indipendente, che conserva le proprietà chimiche e gran parte di quelle fisiche che identificano l'elemento?
3. Esiste un singolo atomo di un determinato gas nobile? Se si, sarebbe giusto parlare di molecola monoatomica visto che la molecola è costituita da atomi legati?
4. Se elementi come lo zolfo, il fosforo, esistono come molecole formate da più di due atomi (P4, S8), come mai in una reazione chimica si scrive solo P oppure S e non P4 e S8, mentre invece nel caso dell'idrogeno ad esempio, si deve scrivere per forza H2?
5. Il simbolo dell'elemento, si riferisce al singolo atomo dell'elemento? (Cioè: per esempio l'idrogeno se esiste non come atomo ma come molecola biatomica, dovrebbe essere indicato nella tavola periodica con H2 ed invece viene indicato con H) Supponiamo di avere dell'acqua. L'acqua è un composto. H2O indica il composto oppure le tante molecole di acqua che costituiscono il composto?
Spero che mi possa aiutare.
Grazie mille per la disponibilità.
Ecco le risposte alle tante domande…
1. In chimica l’aggettivo puro indica che un materiale è costituito da una sola specie chimica, cioè da una sola sostanza. L'acqua di rubinetto o quella di sorgente, che nel linguaggio corrente si dicono pure, non sono invece chimicamente pure perché contengono altre sostanze disciolte, come per esempio i sali minerali. Soltanto l’acqua distillata che si raccoglie facendo condensare i vapori dell’acqua potabile è pura, perché è acqua al 100%. L’acqua minerale, essendo costituita da più sostanze, è invece un miscuglio.
L’idea di sostanza pura è però un’astrazione: tutte le sostanze reali, infatti, sono più o meno impure. Nella pratica di laboratorio una sostanza può essere considerata pura se contiene una percentuale di impurezze inferiore all’1%.
2. L’atomo è la più piccola parte di un elemento con cui l’elemento entra a far parte dei composti; l’atomo conserva le caratteristiche strutturali sufficienti per identificare l’elemento.
La molecola è la più piccola parte di un individuo chimico (elemento o composto) che ne conserva le proprietà chimiche e gran parte di quelle fìsiche e che è capace di esistenza fisica indipendente.
3. I gas nobili sono costituiti da atomi; in base alla precedente definizione di molecola, in cui non compare il vincolo che debba contenere atomi legati, è possibile parlare di molecole monoatomiche.
4. Lo zolfo e il fosforo possono esistere anche in altre forme oltre a quelle che tu hai citato; quando non si può o non si vuole fare riferimento a una forma specifica, si scrive genericamente soltanto il simbolo dell’elemento. Per l’idrogeno, invece, l’unica forma molecolare è H2.
5. Sulla tavola periodica vengono riportati simbolo e proprietà relativi a un atomo di ciascuno degli elementi noti; poiché l’atomo è la più piccola parte di un elemento che entra a far parte di un composto, è giusto che sulla tavola periodica compaiano le proprietà dei singoli atomi e non delle molecole che possono eventualmente formare.
Per quanto riguarda le formule, tieni presente che contengono diverse informazioni. La formula H2O, per esempio, indica che la sostanza in questione è formata da due tipi di atomi e deve essere pertanto un composto, e che nel composto acqua il numero di atomi di idrogeno è il doppio di quelli di ossigeno. Nel caso dell’acqua, che sappiamo essere costituita da molecole, la formula H2O ci consente anche di immaginare l’acqua come un insieme di molecole uguali, ciascuna delle quali contiene un atomo di ossigeno legato a due di idrogeno.
Non tutti i composti sono però formati da molecole. Per esempio, a differenza del ghiaccio che è un insieme ordinato di molecole di acqua, il sale da cucina non è costituito da molecole bensì da un insieme ordinato di ioni positivi e negativi che si attraggono gli uni con gli altri. La sua formula, che è NaCl, ci indica soltanto che il composto è formato dagli elementi sodio e cloro, e che in un cristallo di sale il numero di atomi di sodio è uguale al numero di atomi di cloro, ma non possiamo pensare al cristallo di sale come a un insieme ordinato di molecole NaCl.
In conclusione, a partire dalla formula di un composto non puoi sapere se esso è costituito da molecole; l’unico modo per avere certezze al riguardo è di cercare specifiche informazioni sulla struttura di quel composto.
Spero proprio di averti aiutato!